WO2024142505A1 - 駆動機器用アタッチメント - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an attachment for a driving device.
- the joint is formed from a pinion fixing portion of the input shaft, a freely movable intermediate portion that engages with the pinion fixing portion, and a shaft fixing portion that engages with the intermediate portion and fits onto the motor shaft, and is configured so that the motor shaft passes through the intermediate portion and is inserted into the pinion fixing portion.
- the present invention aims to increase the freedom of choice for driving equipment that can be assembled with driven equipment.
- the present invention provides greater freedom in selecting a driving device that can be assembled with a driven device.
- the motor attachment 10 has a joint 1 rotatably supported by a thrust/radial bearing 3 fixed inside a substantially cylindrical case 2 .
- the joint 1 has a cylindrical portion 1a with one axial end closed, and a solid output shaft 1b provided in the closed portion of the cylindrical portion and extending in the same direction as the cylindrical portion.
- the hollow portion of the cylindrical portion 1a is an insertion portion 1a1 into which a rotating shaft 21 of a motor 20 is inserted.
- Two screw holes 1c for fixing the rotating shaft 21 of the motor 20 inserted into the insertion portion 1a are provided on the other axial end side of the side surface of the cylindrical portion 1a.
- the two screw holes 1c are provided at an interval of 90 degrees in the circumferential direction. It is sufficient to have one or more screw holes 1c.
- the output shaft 1b is processed so that it can be directly attached to the input part of the driven device.
- the driven device is a hand mechanism 30 as in this embodiment
- a flange 1d having a diameter larger than the outer diameter of the cylindrical portion 1a is formed at the boundary between the cylindrical portion 1a and the output shaft 1b. This flange 1d serves as a fixing portion for the inner ring of the thrust/radial bearing 3 when the joint 1 is assembled into the case 2, as described below.
- a male thread 1e is formed on a part of the outer periphery of the cylindrical portion 1a.
- a bearing inner ring press screw for fixing the inner ring of the thrust/radial bearing 3 is screwed into this male thread 1e, as described later.
- the outer ring 3a1 of the bearing 3a on the output shaft side and the outer ring 3b1 of the bearing 3b on the motor mounting side are pressed and fixed by the flange 2b of the case 2 and a bearing outer ring press screw 5 that screws into the female thread 2c1.
- the cylindrical portion 1a of the joint 1 is fitted into the inner ring of the thrust/radial bearing 3 from the output shaft side of the case 2, and the flange 1d of the joint 1 abuts against the inner ring 3a2 of the output shaft side bearing 3a.
- the output shaft 1b protrudes toward the output shaft side from the output shaft side end face 2a of the case 2.
- the inner ring 3a2 of the output shaft side bearing 3a and the inner ring 3b2 of the motor mounting side bearing 3b are pressed and fixed by the flange 1d of the joint 1 and a bearing inner ring press screw 6 that screws into a male thread 1e machined on the outer circumferential surface of the cylindrical portion 1a of the joint 1.
- a washer is placed between the outer ring 3a1 of the output shaft side bearing 3a and the outer ring 3b1 of the motor mounting side bearing 3b, and the outer ring 3a1 of the output shaft side bearing 3a and the outer ring 3b1 of the motor mounting side bearing 3b are fixed together by a bearing outer ring retaining screw 5.
- the inner ring 3a2 of the output shaft side bearing 3a and the inner ring 3b2 of the motor mounting side bearing 3b are tightened using the bearing inner ring press screw 6 while adjusting so that there is no backlash in the thrust direction and appropriate pressure is applied.
- the outer ring of the bearing is fixed by a bearing outer ring press screw 5 that is screwed into a female thread 2c1 machined into the motor mounting portion side of the inner periphery 2c of the case 2.
- a bearing outer ring press screw 5 that is screwed into a female thread 2c1 machined into the motor mounting portion side of the inner periphery 2c of the case 2.
- several screw holes in the output shaft direction may be formed on the radially outer side of the inner periphery 2c of the case 2, and the bearing outer ring press ring may be fastened with bolts.
- the bearing outer ring press ring may be fastened to the inner periphery 2c of the case by adhesive or the like. In this case, there is no need to machine the female thread 2c1, screw holes, etc. into the case 2.
- a thrust and radial bearing can be configured with a single bearing.
- First embodiment (electric hand mechanism) 3, 4A and 4B show a first embodiment of an electric hand mechanism 100 in which a motor 20 and a hand mechanism 30 are connected using a motor attachment 10. The power of the motor 20 is transmitted to the hand mechanism 30 through the motor attachment 10, and the hand mechanism 30 operates.
- the three fingers 34 are all of the same size, have a generally L-shaped outer shape, and have a base end 34a, a bent portion, and a tip end 34b. They extend generally radially outward from the base end to the bent portion, and extend generally radially outward from the bent portion to the tip end 34b in the same direction as the protruding direction of the output shaft 1b.
- a radially long slot is drilled in the approximate circumferential direction in each of the three base ends 34a.
- a hole is drilled in the approximate circumferential direction in each of the three arm portions 31a, and the radial position of the hole is approximately the same as that of the slot.
- a link pin 32 is provided so as to pass through the hole in the arm portion 31a of the nut 31 and the slot in the base end portion 34a of the finger 34.
- the base end portion 34a is joined to the arm portion 31a so as to be swingable around the link pin 32.
- a hole is drilled in the approximately circumferential direction in the bent portion of each of the three fingers 34.
- a hole is drilled in the approximately circumferential direction in each of the three finger support portions 36a, the hole being aligned in the radial direction with the hole in the bent portion of the finger 34.
- a finger opening/closing pin 33 is provided so as to penetrate the hole in each finger support portion 36a and the hole in the bent portion of the finger 34 corresponding to that finger support portion.
- the bent portion of the finger 34 is joined to the finger support portion 36a, which is a stationary body, so as to be swingable around the finger opening/closing pin 33.
- a claw 35 is attached to each of the tip portions 34b of the three fingers 34 and extends in substantially the same direction as the protruding direction of the output shaft 1b.
- a cover portion 36b is attached to the base portion 36 so as to cover the nut 31, the finger support portion 36a, and the base end portion 34a and bent portion of the finger 34.
- the cover portion 36b is substantially cylindrical and has one axial end closed. The closed portion has an opening through which the portion of the finger 34 beyond the bent portion can pass.
- the motor attachment 10 which is attached to the motor 20, is attached to the three-jaw hand mechanism 30.
- a female thread that receives the male thread 1b1 of the output shaft 1b is formed on the inner peripheral surface of the nut 31 of the three-jaw hand mechanism 30. With the female thread on the inner peripheral surface of the nut 31 and the male thread 1b1 of the output shaft 1b screwed together, the case 2 of the motor attachment 10 and the base part 36 of the hand mechanism 30 are fastened together with a bolt (not shown). As described above, the motor 20 and the hand mechanism section 30 are assembled via the motor attachment 10 to form the electric hand mechanism 100.
- Three fingers 34 are joined to three finger support portions 36a arranged at equal intervals in the circumferential direction via finger opening/closing pins 33. Furthermore, the three fingers 34 are joined to three arm portions 31a of the nut 31 via link pins 32. In this manner, the rotation of the nut 31 is restricted.
- the motor rotating shaft 21 rotates due to the drive of the motor 20, the joint 1 and the output shaft 1b supported by the thrust and radial bearing 3 of the motor attachment 10 also rotate.
- the nut 31 When the output shaft 1b rotates in one circumferential direction, the nut 31 is displaced in one axial direction, and when the output shaft 1b rotates in the other circumferential direction, the nut 31 is displaced in the other axial direction.
- the tip portions 34b of the three fingers 34 connected to the arm portion 31a via the link pin 32 reciprocate in an approximately radial direction with the finger opening/closing pin 33 as a fulcrum.
- the three fingers move radially outward and inward at the same time.
- the three claws 35 open and close due to such reciprocating motion of the three fingers 34. In this way, the opening and closing motion of the three-jaw electric hand mechanism 100 is realized by driving the single motor 20.
- a thrust force due to the reciprocating motion of the nut 31 in the axial direction is output as a gripping force by the claws 35. Therefore, a thrust load (axial load) is applied to the output shaft 1b that drives the nut 31.
- a thrust load axial load
- the joint 1 having the output shaft 1b is journaled by the thrust and radial bearing 3 inside the motor attachment 10, and is therefore structured to be able to withstand the above thrust load.
- the screw 1b1 of the output shaft 1b needs to rotate with high precision, and the thrust/radial bearing 3 fulfills this role.
- the bearing 3 capable of receiving the thrust load the maximum load that the bearing in the motor 20 can receive can be relatively small, and the life of the electric hand mechanism 100 as a whole is extended and it becomes more resistant to overloads and impact loads.
- rattling and bending in the thrust direction caused by the thrust load can be suppressed, and the hand can be positioned with high precision.
- FIG. 5A and 5B show a turntable actuator 400.
- a turntable 407 which is a driven device, is attached to the output shaft 401b of the joint 401 of the motor attachment 40.
- the parts of the motor attachment 40 other than the joint 401 are similar to the parts of the motor attachment 10 described above.
- a turntable actuator 400 capable of receiving a thrust load can be formed.
- the rotation of the motor 20 rotates the output shaft 401b of the motor attachment 40, thereby rotating the turntable 407.
- a workpiece or the like placed on the turntable 407 can be rotated.
- a linear actuator 500 is shown in FIGS. 6A-6C.
- the output shaft 501b of the joint 501 of the motor attachment 50 is a screw shaft of a ball screw.
- a ball screw nut 501c can be screwed onto the output shaft 501b.
- the case 502 is also provided with mounting feet 502a for mounting to another device (not shown), and is structured so that it can be attached to the device by screws passing through mounting holes 502b in the mounting feet 502a.
- the other parts are the same as those of the motor attachment 10 described above.
- a ball screw linear motion actuator 500 can be constructed by attaching the motor attachment 50 to the motor 20 and assembling a linear motion mechanism (slider and cylinder) that linearly moves the ball screw nut 501c. Rotation of the motor 20 rotates the screw shaft of the ball screw, which is the output shaft 501b of the motor attachment 50, and can linearly move the ball screw nut 501c of the linear motion mechanism in the axial direction.
- the slider mechanism is shown in Figures 6D-6F.
- the slider mechanism 550 and the motor 20 can be assembled via a motor attachment 551 .
- a guide block/ball screw nut 553 is provided which runs along a frame/guide rail 552.
- the guide block/ball screw nut 553 also serves as a nut attached to the output shaft 501b, so that the guide block/ball screw nut 553 moves when the shaft rotates.
- a table 554 is attached to the guide block/ball screw nut 553.
- the table 554 can be used for purposes such as transporting a workpiece placed on it.
- a cover 555 is attached as a safety cover for the table moving part.
- FIGS. 6A to 6C show a motor attachment 50 using a case 502 with mounting legs 502a, but the same case 2 as in the motor attachment 10 may also be used.
- the method of mounting the device can be changed within the scope of possible design changes, such as changing the shape of the legs or not having legs at all. This makes it possible to reduce the number of couplings required between the motor and the thrust bearing and holder, and to shorten the dimension L. In addition, by inserting the motor shaft into the joint, the dimension L can be further shortened.
- the motor attachments 50, 551 in this way, they can also be used as actuators and equipment that require a load in the thrust direction.
- an example of a linear motion mechanism using a ball screw is shown, but a linear motion mechanism using a sliding screw may also be used.
- the output shaft 601b may be replaced with a helical pinion by a hypoid pinion or a worm of a worm gear, and a gear reduction mechanism that meshes with these may be assembled to form a motor with a reducer.
- a pinion such as a helical pinion on the output shaft 601b using a gear cutting machine, etc.
- the output shaft of the joint may be a round shaft, and the helical pinion may be fixed to the round shaft by press-fitting, adhesive, or the like to form the output shaft 601b.
- the output shaft may be a round shaft to which the screw shaft and the turntable connecting shaft are fixed by press fitting, adhesive or the like. As described above, it can be used as an attachment for equipment that requires various thrust loads.
- the cylindrical part 501A and the output shaft part 501B may be formed separately as shown in FIG. 8A and FIG. 8B, and then the two parts may be combined into one as shown in FIG. 9A and FIG. 9B.
- the integration may be performed, for example, by fastening with a set screw, press fitting, bonding, welding, a combination of press fitting, bonding and fastening with a set screw, or friction welding, but is not limited to these.
- a part on which the insertion portion 501a1 is formed but on which the male thread 501e is not formed may be prepared as the base part for the tubular part 501A. After this part is integrated with the output shaft part 501B, the male thread 501e may be formed (finishing process) based on the output shaft part 501B to form the joint 501. This also makes it relatively easy to ensure the precision of the joint 501.
- the same motor 20 can be used for all of the electric hand mechanism 100, the turntable actuator 400, the ball screw linear actuator 500, and the motor with a reducer.
- a variety of driven devices can be attached to a standard motor 20 having a motor shaft 21 that is a standard round shaft (including those in which one or two sides of the shaft are milled for mounting purposes) by preparing various motor attachments.
- the joints of each motor attachment correspond to the driven equipment, the other components can be the same.
- Other motors can also be attached to the motor 20 as long as the mounting angle dimensions with the motor attachment and the shape of the motor rotation shaft are the same.
- a high-output motor or a low-output motor can be used depending on the output of the driven device.
- Figure 10B shows a series of turntable actuators 400.
- Various motors 20a, 20b, 20c, 20d can be combined with turntables 407a, 407b, 407c of different diameters using motor attachments 40.
- a series of ball screw linear actuators 500 can be realized that are configured with sliders or cylinders with different strokes and lead pitches in combination with various motors.
- each series can be combined with the same motors 20a, 20b, 20c, 20d.
- the motor attachments 10, 40, 50, 60 it is possible to configure a series that allows the motor units 20a, 20b, 20c, 20d to be combined with each of the mechanism units 30, 407, 510, 551, 610.
- the following effects can be obtained. 1) By assembling the attachment according to the above embodiment to a standard motor, the solid rotating shaft of the motor can be converted into an output shaft suited to the driven equipment. Furthermore, even if at least one of the motor and the driven equipment is not necessarily strong against thrust loads, the bearings in the attachment can withstand the thrust load caused by driving the driven equipment. This increases the freedom of choice for the driving equipment that can be assembled to the driven equipment. 2) By using the above attachment, it is possible to change the shaft while reducing the L dimension, i.e. the axial dimension. 3) The L dimension, i.e., the axial dimension, of the entire drive mechanism having a drive device such as a motor, an attachment, and a driven device can be reduced.
- the driven device is a robot hand, The solid output shaft of the joint is a threaded shaft that threadably engages with a nut that is the input part of the robot hand. 3. An attachment for a drive device according to claim 1 or 2.
- the driven device is a turntable, The solid output shaft of the joint is a shaft that connects to the turntable. 3. An attachment for a drive device according to claim 1 or 2.
- the driven device is a linear motion mechanism, The solid output shaft of the joint is a screw shaft of a ball screw or a sliding screw of the linear motion mechanism. 3. An attachment for a drive device according to claim 1 or 2.
- the driven device is a gear reducer, The solid output shaft of the coupling is a pinion that meshes with a gear of the input section of the gear reducer.
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Abstract
被駆動機器と組み付けることが可能な駆動機器の選択の自由度を高める。駆動機器20と被駆動機器30とを連結するための駆動機器用アタッチメント10は、中空入力軸1a1及び中実出力軸1bを有する継手1と、前記継手のスラスト荷重及びラジアル荷重を支える軸受3とを備え、前記継手の中空入力軸に、前記駆動機器の中実回転軸21が固定され、前記継手の中実出力軸は、前記被駆動機器の中空入力軸31に挿入される。
Description
本発明は、駆動機器用アタッチメントに関する。
特許文献1に、電動モータと減速機とを継手を介して連結するためのカップリングケースが記載されている。減速機の入力側には挿入されるピニオンと噛合うギヤー群を配置する第1軸受を備えた入力フランジが配置される。前記入力フランジの第1軸受には、ギヤー群と噛合うピニオンを備えた入力軸が嵌着される。前記入力軸は、一端にピニオンを突出させて他端には継手のピニオン固定部が形成される。該入力軸は、カップリングケースの第2軸受により支持される。前記カップリングケースは、前記入力フランジと接合する嵌着可能な出力側面を備えると共に、相対側に電動モータと接合する嵌着可能な入力側面を備える。前記継手は、入力軸のピニオン固定部と、該ピニオン固定部に係合する遊動自在な中間部と、該中間部に係合してモータ軸に嵌着する軸固定部とから形成され、該モータ軸が中間部を貫通してピニオン固定部まで挿通させる構成である。
従来技術においては、駆動機器と被駆動機器とをカップリングにより連結した場合の耐荷重性が、駆動機器内の軸受に依存する。そのため、駆動機器の選択の自由度が制限される。
本発明は、このような状況に鑑み、被駆動機器と組み付けることが可能な駆動機器の選択の自由度を高めることを目的とする。
本発明に係る、駆動機器と被駆動機器とを連結するための駆動機器用アタッチメントは、中空入力軸及び中実出力軸を有する継手と、前記継手のスラスト荷重及びラジアル荷重を支える軸受とを備え、前記継手の中空入力軸に、前記駆動機器の中実回転軸が固定され、前記継手の中実出力軸は、前記被駆動機器の中空入力軸に挿入される。
本発明によれば、被駆動機器と組み付けることが可能な駆動機器の選択の自由度を高めることができる。
本発明の実施形態を以下に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態によって限定されるものではない。
図1A、図1B及び図2に、駆動機器の一例であるモーターと被駆動機器とを連結するための、継手1を備えるモーター用アタッチメント10を示す。継手1は、筒状部1aと、モーターの中実回転軸が挿入される挿入部1a1と、被駆動機器の入力部に挿入される出力軸1bとを有する。
モーター用アタッチメント10は、略筒状のケース2内に固定されたスラスト兼ラジアルベアリング3により回転自在に軸支された継手1を有する。
継手1は、軸方向一端側が閉塞された筒状部1aと、当該筒状部の閉塞部に設けられ筒状部と同方向に延びる中実の出力軸1bとを有する。筒状部1aの中空部が、モーター20の回転軸21が挿入される挿入部1a1である。筒状部1aの側面の軸方向他端側には、挿入部1aに挿入されたモーター20の回転軸21を固定するための2つのねじ穴1cが設けられている。両ねじ穴1cは、周方向に90度の間隔を置いて設けられている。なお、ねじ穴1cは1箇所以上あればよい。
継手1は、軸方向一端側が閉塞された筒状部1aと、当該筒状部の閉塞部に設けられ筒状部と同方向に延びる中実の出力軸1bとを有する。筒状部1aの中空部が、モーター20の回転軸21が挿入される挿入部1a1である。筒状部1aの側面の軸方向他端側には、挿入部1aに挿入されたモーター20の回転軸21を固定するための2つのねじ穴1cが設けられている。両ねじ穴1cは、周方向に90度の間隔を置いて設けられている。なお、ねじ穴1cは1箇所以上あればよい。
出力軸1bには、被駆動機器の入力部と直接、組み付けることができる加工が施してある。例えば、本実施形態のように被駆動機器がハンド機構部30であれば、ハンド機構部30の入力部であるナット31と螺合するねじ1b1が出力軸1bに形成されている。
筒状部1aと出力軸1bとの境界部には、筒状部1aの外径よりも大径の鍔部1dが形成されている。この鍔部1dは、後述するように、継手1をケース2に組み込む際に、スラスト兼ラジアルベアリング3の内輪の固定部となる。
また、筒状部1aの外周の一部に雄ねじ1eが形成されている。この雄ねじ1eには、後述するように、スラスト兼ラジアルベアリング3の内輪を固定するベアリング内輪押えねじが螺合される。
筒状部1aと出力軸1bとの境界部には、筒状部1aの外径よりも大径の鍔部1dが形成されている。この鍔部1dは、後述するように、継手1をケース2に組み込む際に、スラスト兼ラジアルベアリング3の内輪の固定部となる。
また、筒状部1aの外周の一部に雄ねじ1eが形成されている。この雄ねじ1eには、後述するように、スラスト兼ラジアルベアリング3の内輪を固定するベアリング内輪押えねじが螺合される。
ケース2には、スラスト兼ラジアルベアリング3が組み込まれる内周面2cが形成されている。本実施形態において、スラスト兼ラジアルベアリング3は、出力軸側のベアリング3aとモーター取付側のベアリング3bとを備え、両ベアリングが軸方向に直列配置されている。
ケース2の内周面の出力軸側端部には、径方向内側に突出した鍔部2bが形成されている。また、ケース2の内周面2cのモーター取付部側には、雌ねじ2c1が加工されている。ケース2の内周面2cにスラスト兼ラジアルベアリンク3が嵌め込まれる。出力軸側のベアリング3aの外輪3a1とモーター取付側のベアリング3bの外輪3b1とは、ケース2の鍔部2bと、雌ねじ2c1に螺合するベアリング外輪押えねじ5とにより押圧及び固定されている。
継手1の筒状部1aは、ケース2の出力軸側からスラスト兼ラジアルベアリング3の内輪に嵌め込まれており、継手1の鍔部1dが、出力軸側ベアリング3aの内輪3a2に当接している。出力軸1bは、ケース2の出力軸側端面2aから出力軸側に突き出ている。出力軸側のベアリング3aの内輪3a2とモーター取付側のベアリング3bの内輪3b2とは、継手1の筒状部1aの外周面に加工された雄ねじ1eと螺合するベアリング内輪押えねじ6と、継手1の鍔部1dとにより押圧及び固定される。
ケース2の内周面の出力軸側端部には、径方向内側に突出した鍔部2bが形成されている。また、ケース2の内周面2cのモーター取付部側には、雌ねじ2c1が加工されている。ケース2の内周面2cにスラスト兼ラジアルベアリンク3が嵌め込まれる。出力軸側のベアリング3aの外輪3a1とモーター取付側のベアリング3bの外輪3b1とは、ケース2の鍔部2bと、雌ねじ2c1に螺合するベアリング外輪押えねじ5とにより押圧及び固定されている。
継手1の筒状部1aは、ケース2の出力軸側からスラスト兼ラジアルベアリング3の内輪に嵌め込まれており、継手1の鍔部1dが、出力軸側ベアリング3aの内輪3a2に当接している。出力軸1bは、ケース2の出力軸側端面2aから出力軸側に突き出ている。出力軸側のベアリング3aの内輪3a2とモーター取付側のベアリング3bの内輪3b2とは、継手1の筒状部1aの外周面に加工された雄ねじ1eと螺合するベアリング内輪押えねじ6と、継手1の鍔部1dとにより押圧及び固定される。
<スラスト兼ラジアルベアリングの構成例>
ベアリング3a,3bとしてアンギュラベアリング等を用いることにより、スラスト兼ラジアルベアリングが構成できる。また、深溝玉軸受でも、ベアリング3a,3bの軸方向の間にワッシャを入れるなどの工夫により、スラスト兼ラジアルベアリングが構成できる。
例えば、出力軸側ベアリング3aの内輪3a2とモーター取付側ベアリング3bの内輪3b2との間にワッシャを入れ、ベアリング内輪押えねじ6により、出力軸側ベアリング3aの内輪3a2とモーター取付側ベアリング3bの内輪3b2とが固定される。
ベアリング外輪押えねじ5により、出力軸側ベアリング3aの外輪3a1とモーター取付側ベアリング3bの外輪3b1を、スラスト方向にガタなく適正与圧になるように調整しながら締め付ける。
この調整後に、出力軸側ベアリング3aの外輪3a1とモーター取付側ベアリング3bの外輪3b1が動かないようにベアリング外輪押えねじ5を接着により固定する。なお、固定方法は、接着ではなく、溶接、ねじ止め等、他の方法でも良い。
ベアリング3a,3bとしてアンギュラベアリング等を用いることにより、スラスト兼ラジアルベアリングが構成できる。また、深溝玉軸受でも、ベアリング3a,3bの軸方向の間にワッシャを入れるなどの工夫により、スラスト兼ラジアルベアリングが構成できる。
例えば、出力軸側ベアリング3aの内輪3a2とモーター取付側ベアリング3bの内輪3b2との間にワッシャを入れ、ベアリング内輪押えねじ6により、出力軸側ベアリング3aの内輪3a2とモーター取付側ベアリング3bの内輪3b2とが固定される。
ベアリング外輪押えねじ5により、出力軸側ベアリング3aの外輪3a1とモーター取付側ベアリング3bの外輪3b1を、スラスト方向にガタなく適正与圧になるように調整しながら締め付ける。
この調整後に、出力軸側ベアリング3aの外輪3a1とモーター取付側ベアリング3bの外輪3b1が動かないようにベアリング外輪押えねじ5を接着により固定する。なお、固定方法は、接着ではなく、溶接、ねじ止め等、他の方法でも良い。
または、出力軸側ベアリング3aの外輪3a1とモーター取付側ベアリング3bの外輪3b1との間にワッシャを入れ、ベアリング外輪押えネジ5により、出力軸側ベアリング3aの外輪3a1とモーター取付側ベアリング3bの外輪3b1とが固定される。
ベアリング内輪押えねじ6により、出力軸側ベアリング3aの内輪3a2とモーター取付側ベアリング3bの内輪3b2とを、スラスト方向にガタなく適正与圧になるように調整しながら締め付ける。
そして調整後に、出力軸側ベアリング3aの内輪とモーター取付側ベアリング3bの内輪とが動かないようにベアリング内輪押えねじ6を接着により固定する。なお、固定方法は、接着ではなく、溶接、ねじ止め等、他の方法でも良い。
このような構成例により、安価な深溝玉軸受を採用しても、スラスト兼ラジアルベアリングが構成できる。
ベアリング内輪押えねじ6により、出力軸側ベアリング3aの内輪3a2とモーター取付側ベアリング3bの内輪3b2とを、スラスト方向にガタなく適正与圧になるように調整しながら締め付ける。
そして調整後に、出力軸側ベアリング3aの内輪とモーター取付側ベアリング3bの内輪とが動かないようにベアリング内輪押えねじ6を接着により固定する。なお、固定方法は、接着ではなく、溶接、ねじ止め等、他の方法でも良い。
このような構成例により、安価な深溝玉軸受を採用しても、スラスト兼ラジアルベアリングが構成できる。
上記例では、ベアリングの外輪は、ケース2の内周2cのモーター取付部側に加工された雌ねじ2c1に螺合されたベアリング外輪押えねじ5により固定されている。この固定構造に拘らず、ケース2の内周面2cの径方向外側に、出力軸方向のねじ穴を数ヵ所形成して、ベアリング外輪押えリングをボルトで締結しても良い。または、ベアリング外輪押えリングをケース内周2cに接着等により締結しても良い。この場合、雌ねじ2c1やねじ穴などをケース2に加工する必要がなくなる。
さらに、クロスローラベアリングや四点接触式ベアリングを使うことにより、一個のベアリングでもスラスト兼ラジアルベアリングが構成できる。
さらに、クロスローラベアリングや四点接触式ベアリングを使うことにより、一個のベアリングでもスラスト兼ラジアルベアリングが構成できる。
継手1の筒状部1aの、モーター回転軸21を固定するねじ穴1cは、雄ねじ1eよりも反出力軸側に設けられている。上記のように継手1をケース2に組み込んだ際、ねじ穴1cの部分は、雄ねじ1eに螺合したベアリング内輪押えねじ6よりも、反出力軸側に飛び出た状態となる。ケース2の側面には、ねじ穴1cと軸方向位置が同じ位置に、工具(六角レンチ等)を挿入できる穴2dが形成されている。継手1のねじ穴1cが、周方向に90度の間隔を置いて2箇所設けられる場合は、ケース2にも2つの穴2dが設けられる。継手1のねじ穴1cが1箇所の場合は、ケース2に1つの穴2dが設けられる。
<第1実施例(電動ハンド機構)>
図3、図4A及び図4Bに、モーター用アタッチメント10を利用してモーター20とハンド機構部30とが連結されて成る電動ハンド機構100を構成した第1実施例を示す。モーター20の動力が、モーター用アタッチメント10を通じてハンド機構部30へ伝達され、ハンド機構部30は動作する。
図3、図4A及び図4Bに、モーター用アタッチメント10を利用してモーター20とハンド機構部30とが連結されて成る電動ハンド機構100を構成した第1実施例を示す。モーター20の動力が、モーター用アタッチメント10を通じてハンド機構部30へ伝達され、ハンド機構部30は動作する。
モーター用アタッチメント10とモーター20との組付けについて説明する。モーター用アタッチメント10における継手1の筒状部1aのモーター回転軸挿入部1a1に、モーター20のモーター回転軸21を挿入する。継手1とモーター回転軸21を軸基準とした状態で、モーター用アタッチメント10のケース2とモーター20のフランジ22とを図示しないボルトで締結する。
続いて、継手1の筒状部1aのねじ穴1cに止めねじ4を螺合し、モーター回転軸21を継手1の筒状部1aのモーター回転軸挿入部1a1に固定する。前述のとおり、ケース2の挿入穴2dから工具を差し込んで、継手1のねじ穴1cに止めねじ4を締結することで、モーター回転軸21に継手1を固定することができる。
具体的には、組付け前に、継手1の筒状部1aのねじ穴1cに止めねじ4を若干螺合させておき、ケース2の挿入穴2dから工具を挿入し、工具の先端を止めねじ4のねじ頭に固定した状態にしておく。この状態でモーター用アタッチメント10とモーター20とを上記のように締結する。その後、継手1の筒状部1aの止めねじ4を工具により締め付けることで、モーター回転軸挿入部1a1に挿入されたモーター回転軸21に継手1を容易に締結することができる。
モーター回転軸21と継手1とは一体となって回転する。継手1の回転はスラスト兼ラジアルベアリング3により支持されている。
継手1の出力軸1bが駆動軸となる為、被駆動機器に組み付けられた場合、出力軸1bにスラスト荷重及びラジアル荷重がかかる。例えば、本実施例に示すように被駆動機器がハンド機構部30である場合、ハンド機構部30の入力部であるナット31と出力軸1bとが螺合しナットを軸方向に変位させる。ナットの変位により出力軸1bが受けた負荷をスラスト兼ラジアルベアリング3で受ける構造になっている。また、モーター回転軸21に固定された継手1の径方向外側にスラスト兼ラジアルベアリング3が配置されているため、モーター回転軸21の振れが抑制される。
継手1の出力軸1bが駆動軸となる為、被駆動機器に組み付けられた場合、出力軸1bにスラスト荷重及びラジアル荷重がかかる。例えば、本実施例に示すように被駆動機器がハンド機構部30である場合、ハンド機構部30の入力部であるナット31と出力軸1bとが螺合しナットを軸方向に変位させる。ナットの変位により出力軸1bが受けた負荷をスラスト兼ラジアルベアリング3で受ける構造になっている。また、モーター回転軸21に固定された継手1の径方向外側にスラスト兼ラジアルベアリング3が配置されているため、モーター回転軸21の振れが抑制される。
続いて、モーター用アタッチメント10とハンド機構部30との組付けについて説明する。前述のとおり、継手1の出力軸1bには、ハンド機構部30のナット31と螺合するねじ1b1が加工されている。
ハンド機構部30は、一例として3爪ハンド機構部である。3爪電動ハンド機構部30は、前述したナット31に加え、ベース部36とフィンガー34と爪35とを備えている。ベース部36は、略板状であり、モーター用アタッチメント10のケース2の取付面と軸方向に対向するように同取付面に取り付けられるようになっている。ベース部36には穴部が形成され、該穴部を出力軸1bが貫通している。ベース部36の、モーター用アタッチメント10と対向する面とは反対側の面に、出力軸1bの突出方向と略同方向に延びる3個のフィンガー支持部36aが周方向等間隔に設けられている。
ナット31は略筒状であり、内周面に出力軸1bの雄ねじ1b1を受け入れる雌ねじが形成されている。ナット31の外周面には、径方向外側に突出した3個の腕部31aが周方向等間隔に設けられている。3個の腕部31aはそれぞれ、3個のフィンガー支持部36aと周方向位置が対応している。3個の腕部31aの各々の径方向位置は、対応するフィンガー支持部36aの径方向位置よりも内側に位置している。
3個のフィンガー34はいずれも同寸法で外形が略L字状であり、基端部34aと屈曲部と先端部34bとを有している。基端部から屈曲部までは略径方向外側に向かって延びており、屈曲部から先端部34bまでは出力軸1bの突出方向と略同方向に延びている。
3個の基端部34aの各々には、径方向に長い長穴部が略周方向に穿設されている。3個の腕部31aの各々には、径方向位置が上記長穴部と略一致する穴部が略周方向に穿設されている。そして、ナット31の腕部31aの穴部とフィンガー34の基端部34aの長穴部とを貫通するようにリンクピン32が設けられている。基端部34aは、腕部31aに対しリンクピン32のまわりに揺動可能なように接合されている。
3個のフィンガー34の各々の屈曲部には、略周方向に穴部が穿設されている。3個のフィンガー支持部36aの各々には、フィンガー34の屈曲部の穴部と径方向位置が一致する穴部が略周方向に穿設されている。各フィンガー支持部36aの穴部と、当該フィンガー支持部に対応するフィンガー34の屈曲部の穴部とを貫通するようにフィンガー開閉ピン33が設けられている。フィンガー34の屈曲部は、静止体であるフィンガー支持部36aに対しフィンガー開閉ピン33のまわりに揺動可能なように接合されている。
3個の基端部34aの各々には、径方向に長い長穴部が略周方向に穿設されている。3個の腕部31aの各々には、径方向位置が上記長穴部と略一致する穴部が略周方向に穿設されている。そして、ナット31の腕部31aの穴部とフィンガー34の基端部34aの長穴部とを貫通するようにリンクピン32が設けられている。基端部34aは、腕部31aに対しリンクピン32のまわりに揺動可能なように接合されている。
3個のフィンガー34の各々の屈曲部には、略周方向に穴部が穿設されている。3個のフィンガー支持部36aの各々には、フィンガー34の屈曲部の穴部と径方向位置が一致する穴部が略周方向に穿設されている。各フィンガー支持部36aの穴部と、当該フィンガー支持部に対応するフィンガー34の屈曲部の穴部とを貫通するようにフィンガー開閉ピン33が設けられている。フィンガー34の屈曲部は、静止体であるフィンガー支持部36aに対しフィンガー開閉ピン33のまわりに揺動可能なように接合されている。
3個のフィンガー34の先端部34bにはそれぞれ、出力軸1bの突出方向と略同方向に延びる爪35が取り付けられている。
ベース部36には、ナット31と、フィンガー支持部36aと、フィンガー34の基端部34a及び屈曲部とを覆うように、カバー部36bが取り付けられている。このカバー部36bは、略筒状であって軸方向一端部が閉塞している。
その閉塞部には、フィンガー34の屈曲部より先の部分が通り抜けることのできる開口部が形成されている。
ベース部36には、ナット31と、フィンガー支持部36aと、フィンガー34の基端部34a及び屈曲部とを覆うように、カバー部36bが取り付けられている。このカバー部36bは、略筒状であって軸方向一端部が閉塞している。
その閉塞部には、フィンガー34の屈曲部より先の部分が通り抜けることのできる開口部が形成されている。
3爪ハンド機構部30に、モーター20に組み付けられたモーター用アタッチメント10が組み付けられる。3爪ハンド機構部30のナット31の内周面には、出力軸1bの雄ねじ1b1を受け入れる雌ねじが形成されている。ナット31の内周面の雌ねじと出力軸1bの雄ねじ1b1を螺合させた状態で、モーター用アタッチメント10のケース2とハンド機構部30のベース部36とを図示しないボルトで締結する。
以上のように、モーター用アタッチメント10を介して、モーター20とハンド機構部30とが組み付けられることで、電動ハンド機構100が構成される。
以上のように、モーター用アタッチメント10を介して、モーター20とハンド機構部30とが組み付けられることで、電動ハンド機構100が構成される。
以下に、3爪電動ハンド機構100の動作を説明する。
周方向等間隔に配置された3つのフィンガー支持部36aにはそれぞれフィンガー開閉ピン33を介して3つのフィンガー34が接合されている。さらに、3つのフィンガー34とナット31の3つの腕部31aとはそれぞれリンクピン32を介して接合されている。このように、ナット31は回転が規制されている。
モーター20の駆動により、モーター回転軸21が回転すると、モーター用アタッチメント10のスラスト兼ラジアルベアリング3で支持されている継手1及び出力軸1bも回転する。出力軸1bが周方向一方向に回転するとナット31は軸方向一方向に変位し、出力軸1bが周方向他方向に回転するとナット31は軸方向他方向に変位する。
ナット31が軸方向に往復運動すると、リンクピン32を介して腕部31aと連結された3つのフィンガー34の先端部34bは、フィンガー開閉ピン33を支点として、略径方向に往復運動する。3つのフィンガーは、同じタイミングで径方向外側及び径方向内側に運動する。このような3つのフィンガー34の往復運動により、3つの爪35が開閉する。このように、一つのモーター20の駆動により、3爪電動ハンド機構100としての開閉運動が実現する。
周方向等間隔に配置された3つのフィンガー支持部36aにはそれぞれフィンガー開閉ピン33を介して3つのフィンガー34が接合されている。さらに、3つのフィンガー34とナット31の3つの腕部31aとはそれぞれリンクピン32を介して接合されている。このように、ナット31は回転が規制されている。
モーター20の駆動により、モーター回転軸21が回転すると、モーター用アタッチメント10のスラスト兼ラジアルベアリング3で支持されている継手1及び出力軸1bも回転する。出力軸1bが周方向一方向に回転するとナット31は軸方向一方向に変位し、出力軸1bが周方向他方向に回転するとナット31は軸方向他方向に変位する。
ナット31が軸方向に往復運動すると、リンクピン32を介して腕部31aと連結された3つのフィンガー34の先端部34bは、フィンガー開閉ピン33を支点として、略径方向に往復運動する。3つのフィンガーは、同じタイミングで径方向外側及び径方向内側に運動する。このような3つのフィンガー34の往復運動により、3つの爪35が開閉する。このように、一つのモーター20の駆動により、3爪電動ハンド機構100としての開閉運動が実現する。
このナット31の軸方向の往復運動による推力が爪35による把持力として出力される。そのため、ナット31を駆動させる出力軸1bには、スラスト荷重(軸方向の荷重)がかかる。
より大きな把持力を得るためには、ナット31の推力を、出力軸1bで支える必要がある。出力軸1bを持つ継手1は、モーター用アタッチメント10内部のスラスト兼ラジアルベアリング3で軸支されているため、上記のスラスト荷重に対応できる構造となっている。
また、ナット31をスムーズに動かす為にも出力軸1bのねじ1b1が精度良く回転する必要があり、スラスト兼ラジアルベアリング3がその役割を担う。
さらに、スラスト荷重を受けられるベアリング3を使用することにより、モーター20内の軸受が受けることのできる最大荷重が比較的小さくてもよく、電動ハンド機構100全体として寿命も延び、過負荷や衝撃荷重にも強くなる。且つ、スラスト荷重によるスラスト方向のガタと撓みを抑制することが出来、ハンドを高い精度で位置決めすることが出来る。
より大きな把持力を得るためには、ナット31の推力を、出力軸1bで支える必要がある。出力軸1bを持つ継手1は、モーター用アタッチメント10内部のスラスト兼ラジアルベアリング3で軸支されているため、上記のスラスト荷重に対応できる構造となっている。
また、ナット31をスムーズに動かす為にも出力軸1bのねじ1b1が精度良く回転する必要があり、スラスト兼ラジアルベアリング3がその役割を担う。
さらに、スラスト荷重を受けられるベアリング3を使用することにより、モーター20内の軸受が受けることのできる最大荷重が比較的小さくてもよく、電動ハンド機構100全体として寿命も延び、過負荷や衝撃荷重にも強くなる。且つ、スラスト荷重によるスラスト方向のガタと撓みを抑制することが出来、ハンドを高い精度で位置決めすることが出来る。
<他の実施例>
図5A及び図5Bにターンテーブルアクチュエータ400を示す。
モーター用アタッチメント40の継手401の出力軸401bに、被駆動機器であるターンテーブル407が取り付けられている。モーター用アタッチメント40の継手401以外の部品は、前述のモーター用アタッチメント10の部品と同様である。
モーター20にモーター用アタッチメント40を取り付けることでスラスト方向荷重を受けられるターンテーブルアクチュエータ400を構成することができる。
モーター20の回転により、モーター用アタッチメント40の出力軸401bが回転することで、ターンテーブル407が回転する。ターンテーブル407に載せられたワーク等を回転させることができる。
図5A及び図5Bにターンテーブルアクチュエータ400を示す。
モーター用アタッチメント40の継手401の出力軸401bに、被駆動機器であるターンテーブル407が取り付けられている。モーター用アタッチメント40の継手401以外の部品は、前述のモーター用アタッチメント10の部品と同様である。
モーター20にモーター用アタッチメント40を取り付けることでスラスト方向荷重を受けられるターンテーブルアクチュエータ400を構成することができる。
モーター20の回転により、モーター用アタッチメント40の出力軸401bが回転することで、ターンテーブル407が回転する。ターンテーブル407に載せられたワーク等を回転させることができる。
図6A~図6Cに直動アクチュエータ500を示す。
モーター用アタッチメント50の継手501の出力軸501bは、ボールねじのねじ軸になっている。
出力軸501bには、ボールねじナット501cが螺合できるようになっている。また、ケース502は、別の機器(不図示)への取付足502aが設けられており、取付足502aの取付穴502bを通してネジで当該機器に取り付けられる構造となっている。その他の部品は、前述のモーター用アッタッチメント10の部品と同様である。
モーター20にモーター用アタッチメント50を取り付け、ボールねじナット501cを直動させる直動機構部(スライダやシリンダ)を組み付けることでボールねじ直動アクチュエータ500を構成することができる。
モーター20の回転により、モーター用アタッチメント50の出力軸501bである、ボールねじのねじ軸が回転し、直動機構部のボールねじナット501cを軸方向に直動させることができる。
モーター用アタッチメント50の継手501の出力軸501bは、ボールねじのねじ軸になっている。
出力軸501bには、ボールねじナット501cが螺合できるようになっている。また、ケース502は、別の機器(不図示)への取付足502aが設けられており、取付足502aの取付穴502bを通してネジで当該機器に取り付けられる構造となっている。その他の部品は、前述のモーター用アッタッチメント10の部品と同様である。
モーター20にモーター用アタッチメント50を取り付け、ボールねじナット501cを直動させる直動機構部(スライダやシリンダ)を組み付けることでボールねじ直動アクチュエータ500を構成することができる。
モーター20の回転により、モーター用アタッチメント50の出力軸501bである、ボールねじのねじ軸が回転し、直動機構部のボールねじナット501cを軸方向に直動させることができる。
図6D~図6Fにスライダ機構を示す。
スライダ機構部550とモーター20とをモーター用アタッチメント551を介して組み付けることが出来る。
フレーム兼ガイドレール552に沿って走行するガイドブロック兼ボールネジナット553が設けられている。ガイドブロック兼ボールネジナット553は出力軸501bに組み付けられるナットの役割を兼ねているため、軸が回転するとガイドブロック兼ボールネジナット553が移動する。ガイドブロック兼ボールネジナット553にはテーブル554が組み付けられている。テーブル554にワークを載せて搬送する等の用途に使用できる。
また、安全対策としてカバー555がテーブル移動部の安全カバーとして装着されている。
スライダ機構部550とモーター20とをモーター用アタッチメント551を介して組み付けることが出来る。
フレーム兼ガイドレール552に沿って走行するガイドブロック兼ボールネジナット553が設けられている。ガイドブロック兼ボールネジナット553は出力軸501bに組み付けられるナットの役割を兼ねているため、軸が回転するとガイドブロック兼ボールネジナット553が移動する。ガイドブロック兼ボールネジナット553にはテーブル554が組み付けられている。テーブル554にワークを載せて搬送する等の用途に使用できる。
また、安全対策としてカバー555がテーブル移動部の安全カバーとして装着されている。
図6A~図6Cに、取付足502a付きのケース502を使用したモーター用アタッチメント50を示したが、モーター用アタッチメント10と同じケース2を採用しても良い。
また、機器の取付方法は、足の形状や足無し等、設計変更な可能範囲で変更出来る。
これにより、モーターとスラストベアリング及びホルダー間に必要なカップリングの削減とL寸の短縮が出来る。また、モーター回転軸が継手に挿入されることにより、更にL寸を短縮することができる。
このようにモーター用アタッチメント50、551を使用することにより、スラスト方向の荷重が必要なアクチュエータ、機器としても活用出来る。
また、上記例では、ボールねじの直動機構の例を示したが、すべりねじの直動機構でも良い。
また、機器の取付方法は、足の形状や足無し等、設計変更な可能範囲で変更出来る。
これにより、モーターとスラストベアリング及びホルダー間に必要なカップリングの削減とL寸の短縮が出来る。また、モーター回転軸が継手に挿入されることにより、更にL寸を短縮することができる。
このようにモーター用アタッチメント50、551を使用することにより、スラスト方向の荷重が必要なアクチュエータ、機器としても活用出来る。
また、上記例では、ボールねじの直動機構の例を示したが、すべりねじの直動機構でも良い。
図7に、モーター用アタッチメント60が取り付けられたモーター20を示す。
モーター用アタッチメント60内の継手の出力軸601bは、ヘリカルピニオンが形成されたものである。継手601以外の部品は、前述のモーター用アタッチメント10の部品と同様である。
モーター20にモーター用アタッチメント60を取り付けることで、出力軸601bがヘリカルピニオンのモーターが構成される。このヘリカルピニオンの出力軸601bと噛み合う歯車減速機構(図7において不図示)を組み合わせることで、減速機付きモーターが構成できる。
ヘリカルピニオンの出力軸601bにはスラスト方向の荷重がかかる。スラスト兼ラジアルベアリング3で軸支された継手を備えたモーター用アタッチメント60を使用することで、歯車減速機構の許容トルクを大きくすることができる。
さらに、出力軸601bをヘリカルピニオンに代えて、ハイポイドピニオン、ウォームギヤのウォームとして、それらのとかみ合う歯車減速機構を組付けた減速機付きモーターとしても良い。
しかし、出力軸601bには、歯切盤等により、直接、ヘリカルピニオン等のピニオン加工ができない場合がある。その際は、継手の出力軸を丸シャフトとし、ヘリカルピニオンを当該丸シャフトに圧入、接着等により固定して、出力軸601bとしても良い。
また、継手601に限らず、継手1、401及び501においても、出力軸に直接加工を施すのではなく、出力軸を丸シャフトとしたうえで、ねじ軸、ターンテーブル連結シャフトを圧入、接着等により固定しても良い。
以上のように色々なスラスト方向荷重を必要とする機器向けのアタッチメントとして使用出来る。
モーター用アタッチメント60内の継手の出力軸601bは、ヘリカルピニオンが形成されたものである。継手601以外の部品は、前述のモーター用アタッチメント10の部品と同様である。
モーター20にモーター用アタッチメント60を取り付けることで、出力軸601bがヘリカルピニオンのモーターが構成される。このヘリカルピニオンの出力軸601bと噛み合う歯車減速機構(図7において不図示)を組み合わせることで、減速機付きモーターが構成できる。
ヘリカルピニオンの出力軸601bにはスラスト方向の荷重がかかる。スラスト兼ラジアルベアリング3で軸支された継手を備えたモーター用アタッチメント60を使用することで、歯車減速機構の許容トルクを大きくすることができる。
さらに、出力軸601bをヘリカルピニオンに代えて、ハイポイドピニオン、ウォームギヤのウォームとして、それらのとかみ合う歯車減速機構を組付けた減速機付きモーターとしても良い。
しかし、出力軸601bには、歯切盤等により、直接、ヘリカルピニオン等のピニオン加工ができない場合がある。その際は、継手の出力軸を丸シャフトとし、ヘリカルピニオンを当該丸シャフトに圧入、接着等により固定して、出力軸601bとしても良い。
また、継手601に限らず、継手1、401及び501においても、出力軸に直接加工を施すのではなく、出力軸を丸シャフトとしたうえで、ねじ軸、ターンテーブル連結シャフトを圧入、接着等により固定しても良い。
以上のように色々なスラスト方向荷重を必要とする機器向けのアタッチメントとして使用出来る。
図6Cに示した継手501を形成するに際し、図8A及び図8Bに示すように、筒状部品501A及び出力軸部品501Bを別々に形成したのち、図9A及び図9Bに示すように両部品を一体に組み合わせてもよい。一体化は例えば、止めねじによる締結と、圧入と、接着と、溶接と、圧入と接着と止めねじによる締結との組み合わせと、摩擦圧接とのいずれかにより行うことができるが、これらに限定されない。
挿入部501a1及び雄ねじ501eが既に形成された筒状部品501Aを、出力軸部品501Bと一体化させ精度が確保された継手501を形成するのは、出力軸部品501Bが筒状部品501Aに比べて長いことから、難しい可能性がある。
そこで、筒状部品501Aの元となる部品として、挿入部501a1が形成されておらず、雄ねじ501eも形成されていない部品をまず用意する。この部品を出力軸部品501Bと一体化したのち、出力軸部品501Bを基準として挿入部501a1及び雄ねじ501eを形成する加工(仕上げ加工)を行って継手501を形成してもよい。これにより、継手501の精度を確保することが比較的容易になる。
あるいは、筒状部品501Aの元となる部品として、挿入部501a1が形成されていて、雄ねじ501eは形成されていない部品を用意する。この部品を出力軸部品501Bと一体化したのち、出力軸部品501Bを基準として雄ねじ501eを形成する加工(仕上げ加工)を行って継手501を形成してもよい。これによっても、継手501の精度を確保することが比較的容易になる。
そこで、筒状部品501Aの元となる部品として、挿入部501a1が形成されておらず、雄ねじ501eも形成されていない部品をまず用意する。この部品を出力軸部品501Bと一体化したのち、出力軸部品501Bを基準として挿入部501a1及び雄ねじ501eを形成する加工(仕上げ加工)を行って継手501を形成してもよい。これにより、継手501の精度を確保することが比較的容易になる。
あるいは、筒状部品501Aの元となる部品として、挿入部501a1が形成されていて、雄ねじ501eは形成されていない部品を用意する。この部品を出力軸部品501Bと一体化したのち、出力軸部品501Bを基準として雄ねじ501eを形成する加工(仕上げ加工)を行って継手501を形成してもよい。これによっても、継手501の精度を確保することが比較的容易になる。
ところで、電動ハンド機構100と、ターンテーブルアクチュエータ400と、ボールねじ直動アクチュエータ500と、減速機付きモーターとの全てに対し、同じモーター20を用いることができる。
モーター20のモーター回転軸21が標準的な丸シャフト(取付けのために回転軸の一面または二面がフライスカットされたものも含む)の標準的なモーター20に、それぞれのモーター用アタッチメントを用意することで、各種の被駆動機器を組み付けることができる。
また、それぞれのモーター用アタッチメントは、継手のみ被駆動機器に応じたものとなるが、その他の構成部品は同じもので構成することができる。
モーター20においても、モーター用アタッチメントとの取付角寸法とモーター回転軸の形状が同じであれば、他のモーターも取り付けることができる。
例えば、被駆動機器の出力に応じて、高出力のモーターや低出力のモーターを採用することができる。さらに、被駆動機器の動作、機能に応じて、ステッピングモーター、サーボモーター、ブラシレスDCモーターなど、各種のモーターを採用することができる。
各種のモーター用アタッチメント、モーター、被駆動機器を準備することにより、機構製品のシリーズを構築できる。
モーター20のモーター回転軸21が標準的な丸シャフト(取付けのために回転軸の一面または二面がフライスカットされたものも含む)の標準的なモーター20に、それぞれのモーター用アタッチメントを用意することで、各種の被駆動機器を組み付けることができる。
また、それぞれのモーター用アタッチメントは、継手のみ被駆動機器に応じたものとなるが、その他の構成部品は同じもので構成することができる。
モーター20においても、モーター用アタッチメントとの取付角寸法とモーター回転軸の形状が同じであれば、他のモーターも取り付けることができる。
例えば、被駆動機器の出力に応じて、高出力のモーターや低出力のモーターを採用することができる。さらに、被駆動機器の動作、機能に応じて、ステッピングモーター、サーボモーター、ブラシレスDCモーターなど、各種のモーターを採用することができる。
各種のモーター用アタッチメント、モーター、被駆動機器を準備することにより、機構製品のシリーズを構築できる。
図10A~図10Fに機構製品のシリーズの例を示す。
図10Aに、電動ハンド機構100のシリーズを示す。各種のモーター20a、20b、20c、20dを、モーター用アタッチメント10を利用して、2つ爪ハンド機構部30a、3つ爪ハンド機構部30b、4つ爪ハンド機構部30cと組み合せることができる。モーターも上記のようにステッピングモーター、サーボモーター、ブラシレスDCモーターなどの各種のモーターや電磁ブレーキなどの付加機能の付いたモーターなどを用途に応じて組み合わせることができる。
図10Aに、電動ハンド機構100のシリーズを示す。各種のモーター20a、20b、20c、20dを、モーター用アタッチメント10を利用して、2つ爪ハンド機構部30a、3つ爪ハンド機構部30b、4つ爪ハンド機構部30cと組み合せることができる。モーターも上記のようにステッピングモーター、サーボモーター、ブラシレスDCモーターなどの各種のモーターや電磁ブレーキなどの付加機能の付いたモーターなどを用途に応じて組み合わせることができる。
図10Bに、ターンテーブルアクチュエータ400のシリーズを示す。各種のモーター20a、20b、20c、20dを、モーター用アタッチメント40を利用して径の異なるターンテーブル407a、407b、407cと組み合わせることができる。
図10C及び図10Dに、ボールねじ直動アクチュエータ500のシリーズを示す。
図10Cに示すように、各種のモーター20a、20b、20c、20dを、モーター用アタッチメント50を利用して直動機構部510のスライダ機構部511a~511cやシリンダ機構部512a~512cと組み合わせることができる。さらに、モーター用アタッチメント50の出力軸501bであるボールねじのねじ軸の長さ(ストローク)の異なるモーター用アタッチメント50a、50b、50cを用意することにより、ストロークの異なるボールねじ直動アクチュエータ500であるスライダやシリンダが構成できる。例えば、モーター用アタッチメント50aには、スライダ機構部511aとシリンダ機構部512aと組み合せることができる。モーター用アタッチメント50bにはスライダ機構部511bとシリンダ機構部512bとを、モーター用アタッチメント50cにはスライダ機構部511cとシリンダ機構部512cとを組み合せることができる。
図10Cに示すように、各種のモーター20a、20b、20c、20dを、モーター用アタッチメント50を利用して直動機構部510のスライダ機構部511a~511cやシリンダ機構部512a~512cと組み合わせることができる。さらに、モーター用アタッチメント50の出力軸501bであるボールねじのねじ軸の長さ(ストローク)の異なるモーター用アタッチメント50a、50b、50cを用意することにより、ストロークの異なるボールねじ直動アクチュエータ500であるスライダやシリンダが構成できる。例えば、モーター用アタッチメント50aには、スライダ機構部511aとシリンダ機構部512aと組み合せることができる。モーター用アタッチメント50bにはスライダ機構部511bとシリンダ機構部512bとを、モーター用アタッチメント50cにはスライダ機構部511cとシリンダ機構部512cとを組み合せることができる。
図10Dに、図10Cの各種のモーター20a、20b、20c、20dを、モーター用アタッチメント50cを利用して直動機構部510のスライダ機構部511cとシリンダ機構部512cと組み合わせる例を示す。さらに、図10Dに、モーター用アタッチメント50cの出力軸501bであるボールねじのねじ軸の長さ(ストローク)は同じであるが、ボールねじのリードピッチが異なるものを出力軸としたモーター用アタッチメント50dと組み合わせることができる例を示す。
つまり、各種のモーター20a、20b、20c、20dを、モーター用アタッチメント50cまたはモーター用アタッチメント50dと組み合わせ、スライダ機構部511cまたはシリンダ機構部512cをさらに組み合わせることで、リードピッチの異なるスライダまたはシリンダが構成できる。
図示は省略するが、モーター用アタッチメント50a、50bのボールねじのねじ軸の長さ(ストローク)は同じであり、ボールねじのリードピッチが異なるものを出力軸としたモーター用アタッチメントも利用できる。
つまり、各種のモーター20a、20b、20c、20dを、モーター用アタッチメント50cまたはモーター用アタッチメント50dと組み合わせ、スライダ機構部511cまたはシリンダ機構部512cをさらに組み合わせることで、リードピッチの異なるスライダまたはシリンダが構成できる。
図示は省略するが、モーター用アタッチメント50a、50bのボールねじのねじ軸の長さ(ストローク)は同じであり、ボールねじのリードピッチが異なるものを出力軸としたモーター用アタッチメントも利用できる。
図10C及び図10Dに示したように、各種モーターと組み合わせて、ストロークやリードピッチの異なるスライダやシリンダのボールねじ直動アクチュエータ500を構成したシリーズが実現できる。
図10Eに、直動機構部500にスライダ専用アタッチメント551で組み付けた例において、各種のモーター20a、20b、20c、20dと、ストロークの異なるスライダ専用アタッチメント551a、551b、551cとを組み合わせることができるシリーズを示す。
図10Fに、減速機付きモーターを構成したシリーズを示す。各種のモーター20a、20b、20c、20dを、モーター用アタッチメント60を利用して各種の歯車減速機構部610a、610b、610c、610dと組み合わせることができる。
以上のように、電動ハンド機構100を構成したシリーズと、ターンテーブルアクチュエータ400を構成したシリーズと、ボールねじ直動アクチュエータ500を構成したシリーズと、減速機付きモーターを構成したシリーズとについて説明したが、それぞれのシリーズはすべて同じモーター20a、20b、20c、20dと組み合わせることができる。つまり、モーター用アタッチメント10、40、50、60を利用することにより、モーター部20a、20b、20c、20dと各機構部30、407、510、551、610との組合せが可能なシリーズを構成することができる。
以上の実施形態によれば、以下の効果が得られる。
1)標準的なモーターに、上記実施形態に係るアタッチメントを組み付けることにより、モーターの中実回転軸を被駆動機器に合わせた出力軸へと変換できる。また、モーター及び被駆動機器の少なくとも一方がスラスト荷重に必ずしも強くない場合であっても、被駆動機器を駆動させることによるスラスト方向荷重をアタッチメント内の軸受により受けることができる。被駆動機器と組み付けることが可能な駆動機器の選択の自由度を高めることができる。
2)上記アタッチメントを利用することで、L寸法つまり軸方向寸法を抑えた軸の変換が出来る。
3)モーターなどの駆動機器とアタッチメントと被駆動機器とを有する駆動機構全体として、L寸法つまり軸方向寸法を抑えることが出来る。
1)標準的なモーターに、上記実施形態に係るアタッチメントを組み付けることにより、モーターの中実回転軸を被駆動機器に合わせた出力軸へと変換できる。また、モーター及び被駆動機器の少なくとも一方がスラスト荷重に必ずしも強くない場合であっても、被駆動機器を駆動させることによるスラスト方向荷重をアタッチメント内の軸受により受けることができる。被駆動機器と組み付けることが可能な駆動機器の選択の自由度を高めることができる。
2)上記アタッチメントを利用することで、L寸法つまり軸方向寸法を抑えた軸の変換が出来る。
3)モーターなどの駆動機器とアタッチメントと被駆動機器とを有する駆動機構全体として、L寸法つまり軸方向寸法を抑えることが出来る。
モーター回転軸に対し継手1を止めねじにより締結する際、止めねじの先端部がモーター回転軸に接触し、モーター回転軸外周面において当該接触部分が凹み、当該接触部分の周囲がわずかに突き出て凸部ができる場合がある。このようにモーター回転軸外周面に凹凸ができると、継手1からモーター回転軸が抜けにくくなってモーター交換が難しくなる。
そこで、図11に示すように、筒状部1aにおいて、ねじ穴1cが形成された部分よりも出力軸1bに近い部分の内径D1に比べ、ねじ穴1cが形成された部分の内径D2を少し大きくしてもよい。これにより、モーター交換時に交換前のモーターの回転軸が継手1から抜け易くなる。
そこで、図11に示すように、筒状部1aにおいて、ねじ穴1cが形成された部分よりも出力軸1bに近い部分の内径D1に比べ、ねじ穴1cが形成された部分の内径D2を少し大きくしてもよい。これにより、モーター交換時に交換前のモーターの回転軸が継手1から抜け易くなる。
これまでに説明した実施形態に関し、以下の付記を開示する。
[付記1]
駆動機器と被駆動機器とを連結するための駆動機器用アタッチメントであって、
中空入力軸及び中実出力軸を有する継手と、
前記継手のスラスト荷重及びラジアル荷重を支える軸受と
を備え、
前記継手の中空入力軸に、前記駆動機器の中実回転軸が固定され、
前記継手の中実出力軸は、前記被駆動機器の中空入力軸に挿入される、
駆動機器用アタッチメント。
[付記2]
前記軸受が軸方向に隣接して配置された複数の軸受である、付記1に記載の駆動機器用アタッチメント。
[付記3]
前記被駆動機器がロボットハンドであり、
前記継手の中実出力軸が、前記ロボットハンドの入力部であるナットと螺合するねじ軸である、
付記1又は2に記載の駆動機器用アタッチメント。
[付記4]
前記被駆動機器がターンテーブルであり、
前記継手の中実出力軸が、前記ターンテーブルと連結するシャフトである、
付記1又は2に記載の駆動機器用アタッチメント。
[付記5]
前記被駆動機器が直動機構であり、
前記継手の中実出力軸が、前記直動機構のボールねじ又はすべりねじのねじ軸である、
付記1又は2に記載の駆動機器用アタッチメント。
[付記6]
前記被駆動機器が歯車減速機であり、
前記継手の中実出力軸が、前記歯車減速機の入力部の歯車とかみ合うピニオンである、
付記1又は2に記載の駆動機器用アタッチメント。
[付記7]
付記1又は2に記載の駆動機器用アタッチメントと、
前記駆動機器と、
前記被駆動機器と
を備え、
前記駆動機器用アタッチメントが、複数の駆動機器用アタッチメントからなる第1の群から選択され、
前記駆動機器が、複数の駆動機器からなる第2の群から選択され、
前記被駆動機器が、複数の被駆動機器からなる第3の群から選択される、
駆動機構のシリーズ。
[付記8]
前記継手が、前記継手の中空入力軸が加工される前の第1部品と前記継手の中実出力軸を有する第2部品とを一体化させたのち、前記中実出力軸を基準に前記第1部品に対して前記中空入力軸を加工することにより形成される、付記5に記載の駆動機器用アタッチメント。
[付記1]
駆動機器と被駆動機器とを連結するための駆動機器用アタッチメントであって、
中空入力軸及び中実出力軸を有する継手と、
前記継手のスラスト荷重及びラジアル荷重を支える軸受と
を備え、
前記継手の中空入力軸に、前記駆動機器の中実回転軸が固定され、
前記継手の中実出力軸は、前記被駆動機器の中空入力軸に挿入される、
駆動機器用アタッチメント。
[付記2]
前記軸受が軸方向に隣接して配置された複数の軸受である、付記1に記載の駆動機器用アタッチメント。
[付記3]
前記被駆動機器がロボットハンドであり、
前記継手の中実出力軸が、前記ロボットハンドの入力部であるナットと螺合するねじ軸である、
付記1又は2に記載の駆動機器用アタッチメント。
[付記4]
前記被駆動機器がターンテーブルであり、
前記継手の中実出力軸が、前記ターンテーブルと連結するシャフトである、
付記1又は2に記載の駆動機器用アタッチメント。
[付記5]
前記被駆動機器が直動機構であり、
前記継手の中実出力軸が、前記直動機構のボールねじ又はすべりねじのねじ軸である、
付記1又は2に記載の駆動機器用アタッチメント。
[付記6]
前記被駆動機器が歯車減速機であり、
前記継手の中実出力軸が、前記歯車減速機の入力部の歯車とかみ合うピニオンである、
付記1又は2に記載の駆動機器用アタッチメント。
[付記7]
付記1又は2に記載の駆動機器用アタッチメントと、
前記駆動機器と、
前記被駆動機器と
を備え、
前記駆動機器用アタッチメントが、複数の駆動機器用アタッチメントからなる第1の群から選択され、
前記駆動機器が、複数の駆動機器からなる第2の群から選択され、
前記被駆動機器が、複数の被駆動機器からなる第3の群から選択される、
駆動機構のシリーズ。
[付記8]
前記継手が、前記継手の中空入力軸が加工される前の第1部品と前記継手の中実出力軸を有する第2部品とを一体化させたのち、前記中実出力軸を基準に前記第1部品に対して前記中空入力軸を加工することにより形成される、付記5に記載の駆動機器用アタッチメント。
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
1 継手
1a 筒状部
1a1 モーター回転軸挿入部
1b 出力軸
1b1 ねじ
1c ねじ穴
1d 鍔部
1e 雄ねじ
2 ケース
2a 端面
2b 鍔部
2c 内周面
2c1 雌ねじ
2d 工具用の穴
3 スラスト兼ラジアルベアリング
3a ベアリング
3b ベアリング
4 止めねじ
5 ベアリング外輪押えねじ
6 ベアリング内輪押えねじ
10 モーター用アタッチメント
20 モーター
21 モーター回転軸
22 フランジ
30 ハンド機構部
31 ナット
31a 腕部
32 リンクピン
33 フィンガー開閉ピン
34 フィンガー
34a 基端部
34b 先端部
35 爪
36 ベース部
36a フィンガー支持部
36b カバー部
100 電動ハンド機構
400 ターンテーブルアクチュエータ
500 直動アクチュエータ
550 スライダ機構部
1a 筒状部
1a1 モーター回転軸挿入部
1b 出力軸
1b1 ねじ
1c ねじ穴
1d 鍔部
1e 雄ねじ
2 ケース
2a 端面
2b 鍔部
2c 内周面
2c1 雌ねじ
2d 工具用の穴
3 スラスト兼ラジアルベアリング
3a ベアリング
3b ベアリング
4 止めねじ
5 ベアリング外輪押えねじ
6 ベアリング内輪押えねじ
10 モーター用アタッチメント
20 モーター
21 モーター回転軸
22 フランジ
30 ハンド機構部
31 ナット
31a 腕部
32 リンクピン
33 フィンガー開閉ピン
34 フィンガー
34a 基端部
34b 先端部
35 爪
36 ベース部
36a フィンガー支持部
36b カバー部
100 電動ハンド機構
400 ターンテーブルアクチュエータ
500 直動アクチュエータ
550 スライダ機構部
Claims (8)
- 駆動機器と被駆動機器とを連結するための駆動機器用アタッチメントであって、
中空入力軸及び中実出力軸を有する継手と、
前記継手のスラスト荷重及びラジアル荷重を支える軸受と
を備え、
前記継手の中空入力軸に、前記駆動機器の中実回転軸が固定され、
前記継手の中実出力軸は、前記被駆動機器の中空入力軸に挿入される、
駆動機器用アタッチメント。 - 前記軸受が軸方向に隣接して配置された複数の軸受である、請求項1に記載の駆動機器用アタッチメント。
- 前記被駆動機器がロボットハンドであり、
前記継手の中実出力軸が、前記ロボットハンドの入力部であるナットと螺合するねじ軸である、
請求項1又は2に記載の駆動機器用アタッチメント。 - 前記被駆動機器がターンテーブルであり、
前記継手の中実出力軸が、前記ターンテーブルと連結するシャフトである、
請求項1又は2に記載の駆動機器用アタッチメント。 - 前記被駆動機器が直動機構であり、
前記継手の中実出力軸が、前記直動機構のボールねじ又はすべりねじのねじ軸である、
請求項1又は2に記載の駆動機器用アタッチメント。 - 前記被駆動機器が歯車減速機であり、
前記継手の中実出力軸が、前記歯車減速機の入力部の歯車とかみ合うピニオンである、
請求項1又は2に記載の駆動機器用アタッチメント。 - 請求項1又は2に記載の駆動機器用アタッチメントと、
前記駆動機器と、
前記被駆動機器と
を備え、
前記駆動機器用アタッチメントが、複数の駆動機器用アタッチメントからなる第1の群から選択され、
前記駆動機器が、複数の駆動機器からなる第2の群から選択され、
前記被駆動機器が、複数の被駆動機器からなる第3の群から選択される、
駆動機構のシリーズ。 - 前記継手が、前記継手の中空入力軸が加工される前の第1部品と前記継手の中実出力軸を有する第2部品とを一体化させたのち、前記中実出力軸を基準に前記第1部品に対して前記中空入力軸を加工することにより形成される、請求項5に記載の駆動機器用アタッチメント。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022-210295 | 2022-12-27 | ||
JP2022210295 | 2022-12-27 |
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---|---|
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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WO (1) | WO2024142505A1 (ja) |
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JP2007211920A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | ギヤドモータ及びギヤドモータ用軸部材 |
JP2007211793A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Ntn Corp | ボールねじ軸の支持構造 |
-
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- 2023-09-13 WO PCT/JP2023/033335 patent/WO2024142505A1/ja unknown
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